Physik verstehen 2, Schülerbuch

38 2  Arbeitsheft-Seite 20–21 Rollen und Wellräder 1. Was bewirkt eine feste Rolle? Die Kraft an festen Rollen (Abb. 38.1)  E1 Hänge eine Last an das Seil einer festen Rolle. Diese ist zB an einem Stativ so befestigt, dass sie ihre Position während der Benutzung nicht verändert. Miss die zum Ziehen benötigte Kraft in verschiedenen Winkeln mit einem Kraftmesser. Eine feste Rolle ist eigentlich wie ein zweiseitiger Hebel mit gleich langen Kraftarmen (​ r​ 1 ​, ​ r​ 2 ​). Daher sind Last und Kraft an der festen Rolle gleich groß. Auch der Weg der Kraft ist so groß wie der Weg der Last (Abb. 38.2). Der einzige Vorteil einer festen Rolle ist, dass man beim Heben einer Last in beliebige Richtungen ziehen und somit auch sein Körpergewicht zum Heben einsetzen kann („Umlenkrolle“). 2. Was bewirkt eine bewegliche („lose“) Rolle? Kräftig gezogen! (Abb. 38.5)  E1 Fixiere ein Seil und lege es um einen Rundstab, der von einer Person gehalten wird. Ziehe dann am freien Ende. Du kannst die haltende Person mit nur wenig Kraft zu dir ziehen. Die Kraft der Last verteilt sich auf beiden Enden des Seiles zu gleichen Teilen. Du musst daher bei V2 nur halb so stark ziehen wie die Person, die den Stab hält. Um die Reibung zu vermindern, verwendet man anstelle des Stabes eine bewegliche („lose“) Rolle . Die Kraft an beweglichen Rollen (Abb. 38.4)  E1 Fixiere ein Seil und hänge eine bewegliche Rolle mit einer Last daran. Befestige einen Kraftmesser an dem freien Ende des Seils. Eine bewegliche Rolle verhält sich wie ein einseitiger Hebel mit doppelt so langem Kraftarm. Die Kraft, mit der gezogen wird, ist daher nur halb so groß wie die Last (Abb. 38.4). Dafür ist der Kraftweg doppelt so lang wie der Lastweg. 38.1 Die Kraft an festen Rollen V1 r ² r ¹ Kraftweg Kraft ( F ¹ ) Last ( F ² ) Lastweg 38.2 Die feste Rolle Eine feste Rolle dient zum Umlenken einer Kraft. An ihr sind Kraft und Last sowie Kraftweg und Lastweg gleich groß. M 38.3 Die Gewichtskraft der Kiste wird an der festen Rolle umgelenkt. V2 Rundstab Haltepflock 38.5 Kräftig gezogen! V3 F ² F ¹ r ¹ r ² 38.4 Die Kraft an beweglichen Rollen Bei der beweglichen Rolle ist die Kraft nur halb so groß wie die Last, der Kraftweg aber doppelt so groß wie der Lastweg. M 38.6 Bewegliche Rolle bei einem Kran Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv